12.8. Газовая пористость
Газовая пористость это несплошности округлой (размером от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров) или неправильной формы, располагающиеся в отдельных участках (зональная пористость) или по всему объему (общая пористость) слитка или отливки (рис. 12.13).
Рис. 12.13. Газовая пористость, сечение отливки; алюминиевый сплав марки АМг5, микроструктура 100.
Дефект выявляется на макрошлифах в виде участков с отдельными порами или их скоплениями и идентифицируется на микрошлифах по расположению их в структуре металла.
Газовая пористость образуется по следующим причинам:
недостаточная защита струи расплава от насыщения газами при заливке в изложницу или форму;
повышенное содержание газов в расплаве (газовая пористость), приводящего к выделению их в закристаллизовавшемся металле в виде пор;
некачественная смазка изложницы или формы;
некачественные противопригарные покрытия;
пониженная газопроницаемость формовочной смеси и стержней.
К мерам предупреждения газовой пористости относятся:
высушивание (контроль влажности) шихтовых материалов;
тщательное рафинирование и модифицирование расплава;
соблюдение температурно-временных параметров заполнения расплавом изложницы или формы, снижение температуры металла в печи до возможного минимума;
вакуумная обработка расплава;
обеспечение оптимальных условий кристаллизации металла и теплового режима прибылей;
повышение газопроницаемости форм и стержней;
снижение содержания водорода в расплаве за счет продувки расплава нейтральным газом при переливе (характерно для алюминиевых сплавов).
Повышенная пористость слитка может вызывать появление несплошностей в металле на дальнейших переделах. При высоких степенях деформации металла (прокатка, прессование) пористость может частично или полностью завариваться. В штамповках и поковках пористость чаще всего сохраняется, образуя расслоения; в этом случае в зонах металла с указанными дефектами наблюдается снижение механических свойств.
Газовая пористость снижает прочностные и пластические свойства металла. Допустимость газовой пористости в отливках определяется техническими условиями в зависимости от назначения отливок.
Осевая пористость
Осевая пористость скопление мелких газовых пузырей (полостей) и ликватов в осевой части слитка (рис. 12.14). Дефект характерен для литых сталей, может сопровождаться осевой ликвацией и осевыми трещинами. Внутренняя осевая пористость может быть сплошной или прерывистой вдоль осевой части слитка. Дефект выявляется на макрошлифах и методами неразрушающего контроля.
Осевая пористость образуется вследствии:
- отклонения технологии выплавки и разливки стали от заданной НТД;
- нарушения режимов охлаждения и вторичного охлаждения;
- отсутствия защиты струи и зеркала металла при разливке жидкой стали и сплавов.
Для предупреждения возникновения осевой пористости необходимы:
- соблюдение технологии рафинирования, раскисления и модифицирования жидкой стали;
- проверка всего процесса подготовки, смазки и сборки кристаллизатора, промежуточной емкости и тянущей клети;
- обеспечение защиты струи и зеркала металла при разливке жидкой стали;
- уточнение температурно-временных параметров разливки стали, а также режимов охлаждения кристаллизатора и вторичного охлаждения слитка при вытягивании из кристаллизатора;
- уточнение скорости качания кристаллизатора и скорости вытягивания слитка из кристаллизатора.
Следует отметить, что данный дефект не исправляется. При его наличии слиток бракуется и используется в виде повторной шихты.
Рис. 12.14. Пористость а – подкорковая, профиль; алюминиевый сплав, микроструктура, 100; б – внутренняя, в центральной зоне стальной отливки, темплет.